JP2008211591A - Photoelectric converter - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、入射光に基づいて出力電圧を出力する光電変換装置に関する。 The present invention relates to a photoelectric conversion device that outputs an output voltage based on incident light.
現在、ファクシミリ、イメージスキャナ、デジタル複写機、X線撮像装置等の画像読取装置として光電変換装置が用いされている。光電変換装置は、単結晶シリコンチップによって製造され、密着型イメージセンサ(CIS:Contact Image Senser)がよく知られている。 Currently, photoelectric conversion devices are used as image reading devices such as facsimiles, image scanners, digital copying machines, and X-ray imaging devices. A photoelectric conversion device is manufactured using a single crystal silicon chip, and a contact image sensor (CIS) is well known.
ここで、従来の光電変換装置について説明する。 Here, a conventional photoelectric conversion device will be described.
光電変換装置は、複数のフォトダイオード、そのフォトダイオードからノイズ信号を読み出して保持するノイズ信号保持手段、及び、そのフォトダイオードから光信号を読み出して保持する光信号保持手段を備えている。また、光電変換装置は、各フォトダイオードに接続され、ノイズ信号を出力するノイズ信号共通出力線、及び、各フォトダイオードに接続され、光信号を出力する光信号共通出力線を備えている。また、光電変換装置は、ノイズ信号保持手段によって保持されたノイズ信号及び光信号保持手段によって保持された光信号を、ノイズ信号共通出力線による容量と光信号共通出力線による容量との容量分割によって読み出す読み出し手段を備えている。また、光電変換装置は、ノイズ信号共通出力線と光信号共通出力線との間に設けられ、オンすることによってノイズ信号共通出力線と光信号共通出力線との電圧のアンバランスを解消して光信号を高精度で補正するためのスイッチを備えている(例えば、特許文献1参照)。 The photoelectric conversion device includes a plurality of photodiodes, a noise signal holding unit that reads and holds a noise signal from the photodiodes, and an optical signal holding unit that reads and holds an optical signal from the photodiodes. The photoelectric conversion device includes a noise signal common output line that is connected to each photodiode and outputs a noise signal, and an optical signal common output line that is connected to each photodiode and outputs an optical signal. Further, the photoelectric conversion device is configured to divide the noise signal held by the noise signal holding unit and the optical signal held by the optical signal holding unit into a capacity divided by a capacity of the noise signal common output line and a capacity of the optical signal common output line. A reading means for reading is provided. In addition, the photoelectric conversion device is provided between the noise signal common output line and the optical signal common output line, and is turned on to eliminate voltage imbalance between the noise signal common output line and the optical signal common output line. A switch for correcting the optical signal with high accuracy is provided (for example, see Patent Document 1).
このようにすると、単結晶シリコンチップで集積化が進み、素子及び金属配線が高密度化し、ノイズ信号共通出力線と光信号共通出力線とのマスクレイアウト設計がアンバランスになっても、ノイズ信号共通出力線と光信号共通出力線との電圧のアンバランスを解消して光信号を高精度で補正することができる。
しかし、光信号を高精度で補正するためにノイズ信号共通出力線と光信号共通出力線との間に設けられたスイッチがオンしてからオフし、その後、ノイズ信号及び光信号がそれぞれノイズ信号共通出力線及び光信号共通出力線に読み出されることになるので、スイッチが動作する時間の分、ノイズ信号及び光信号を読み出す時間が短くなってしまう。よって、光電変換装置が高速化されにくくなってしまう。 However, in order to correct the optical signal with high accuracy, the switch provided between the noise signal common output line and the optical signal common output line is turned on and then turned off. Since the data is read out to the common output line and the optical signal common output line, the time for reading out the noise signal and the optical signal is shortened by the time for which the switch operates. Therefore, it is difficult to increase the speed of the photoelectric conversion device.
本発明は、このような点に鑑みてなされ、光信号を高精度で補正することができ、高速化に対応しやすい光電変換装置を提供する。 The present invention has been made in view of the above points, and provides a photoelectric conversion device that can correct an optical signal with high accuracy and easily cope with high speed.
本発明は、上記課題を解決するため、入射光に基づいて出力電圧を出力する光電変換装置において、前記入射光に基づいて光信号を出力する光信号出力手段と、前記光信号出力手段の出力端子に接続され、前記光信号出力手段の出力端子の電圧を所定の初期電圧にリセットするリセット手段と、前記光信号出力手段の出力端子に接続され、前記光信号を増幅して増幅光信号を出力し、前記初期電圧を増幅して増幅初期電圧を出力する増幅手段と、前記増幅手段の出力端子に接続され、前記増幅光信号を保持する光信号保持手段と、前記増幅手段の出力端子に接続され、前記増幅初期電圧を保持する初期電圧保持手段と、を有する複数の光電変換ユニットと、全ての前記光電変換ユニットに共通に接続され、各前記光電変換ユニットからの各前記増幅光信号を時系列的に出力し、第一寄生容量を有する光信号共通出力線と、全ての前記光電変換ユニットに共通に接続され、各前記光電変換ユニットからの各前記増幅初期電圧を時系列的に出力し、第二寄生容量を有する初期電圧共通出力線と、前記光信号共通出力線または前記初期電圧共通出力線に接続され、前記第一寄生容量と前記第二寄生容量との差分容量値とほぼ等しい容量値を有する調整容量と、前記増幅光信号から前記増幅初期電圧を減算する減算増幅器と、を備えていることを特徴とする光電変換装置を提供する。 In order to solve the above problems, the present invention provides a photoelectric conversion device that outputs an output voltage based on incident light, an optical signal output unit that outputs an optical signal based on the incident light, and an output of the optical signal output unit A reset means for resetting the voltage of the output terminal of the optical signal output means to a predetermined initial voltage, and an output terminal of the optical signal output means for amplifying the optical signal to obtain an amplified optical signal. Amplifying means for outputting and amplifying the initial voltage to output an amplified initial voltage; an optical signal holding means connected to the output terminal of the amplifying means for holding the amplified optical signal; and an output terminal of the amplifying means And a plurality of photoelectric conversion units having an initial voltage holding means for holding the amplified initial voltage, and connected in common to all the photoelectric conversion units, Amplified optical signals are output in time series, and are connected in common to the optical signal common output line having the first parasitic capacitance and all the photoelectric conversion units, and the amplified initial voltages from the photoelectric conversion units are An initial voltage common output line that outputs in series and has a second parasitic capacitance, and is connected to the optical signal common output line or the initial voltage common output line, and the difference between the first parasitic capacitance and the second parasitic capacitance There is provided a photoelectric conversion device comprising: an adjustment capacitor having a capacitance value substantially equal to a capacitance value; and a subtraction amplifier that subtracts the amplified initial voltage from the amplified optical signal.
本発明では、光信号共通出力線による第一寄生容量と初期電圧共通出力線による第二寄生容量との差分容量値とほぼ等しい容量値を有する調整容量が光信号共通出力線または初期電圧共通出力線に接続されるので、光信号共通出力線による寄生容量と初期電圧共通出力線による寄生容量とが等しくなる。よって、寄生容量による光信号への影響が排除され、光信号が高精度で補正される。 In the present invention, the adjustment capacitor having a capacitance value substantially equal to the differential capacitance value between the first parasitic capacitance by the optical signal common output line and the second parasitic capacitance by the initial voltage common output line is the optical signal common output line or the initial voltage common output. Since they are connected to the line, the parasitic capacitance due to the optical signal common output line is equal to the parasitic capacitance due to the initial voltage common output line. Therefore, the influence of the parasitic capacitance on the optical signal is eliminated, and the optical signal is corrected with high accuracy.
また、調整容量が光信号共通出力線または初期電圧共通出力線に接続され、この調整容量は信号によって制御されず、調整容量の制御のための時間が必要ないので、光信号及び初期電圧を読み出す時間が短くならない。よって、光電変換装置は高速化に対応しやすい。 In addition, the adjustment capacitor is connected to the optical signal common output line or the initial voltage common output line, and this adjustment capacitor is not controlled by a signal, and no time is required for controlling the adjustment capacitor, so the optical signal and the initial voltage are read out. Time will not be shortened. Therefore, the photoelectric conversion device can easily cope with speeding up.
以下、本発明の実施形態を、図面を参照して詳細に説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
まず、入射光に基づいて出力電圧を出力する光電変換装置に搭載される光電変換ユニットの構成について説明する。図1は、光電変換ユニットを示す回路図である。 First, a configuration of a photoelectric conversion unit mounted on a photoelectric conversion device that outputs an output voltage based on incident light will be described. FIG. 1 is a circuit diagram showing a photoelectric conversion unit.
光電変換ユニット30は、フォトダイオード1、リセットスイッチ2、バッファアンプ3、スイッチ14、スイッチ15、容量12、容量13、スイッチ16及びスイッチ17を有している。
The
リセットスイッチ2及びバッファアンプ3は、フォトダイオード1の出力端子に接続されている。容量12は、スイッチ14を介してバッファアンプ3の出力端子に接続され、容量13は、スイッチ15を介してバッファアンプ3の出力端子に接続されている。また、容量12は、スイッチ16を介して光信号共通出力線10に接続され、容量13は、スイッチ17を介して初期電圧共通出力線11に接続されている。
The reset switch 2 and the buffer amplifier 3 are connected to the output terminal of the
フォトダイオード1は、入射光に基づいて光電荷を発生し、光電荷に基づいて光信号を出力する。リセットスイッチ2は、フォトダイオード1の出力端子の電圧を所定の初期電圧にリセットする。バッファアンプ3は、光信号を増幅して増幅光信号を出力し、初期電圧を増幅して増幅初期電圧を出力する。容量12は、増幅光信号を保持し、容量13は、増幅初期電圧を保持する。
The
次に、光電変換装置の前段部分の構成について説明する。図2は、光電変換装置の前段部分を示す回路図である。 Next, the structure of the front | former part of a photoelectric conversion apparatus is demonstrated. FIG. 2 is a circuit diagram illustrating a front part of the photoelectric conversion device.
光電変換装置の前段部分は、複数の光電変換ユニット30、光信号共通出力線10、初期電圧共通出力線11、スイッチ18、スイッチ19、容量群20、金属配線20z、第一寄生容量31及び第二寄生容量32を有している。
The front stage portion of the photoelectric conversion device includes a plurality of
光信号共通出力線10は、全ての光電変換ユニット30に共通に接続され、第一寄生容量31を有している。初期電圧共通出力線11は、全ての光電変換ユニット30に共通に接続され、第二寄生容量を有している。また、光信号共通出力線10は、スイッチ18を介して電圧Vclamp1が印加される。初期電圧共通出力線11は、スイッチ19を介して電圧Vclamp1が印加される。容量群20は、光信号共通出力線10または初期電圧共通出力線11に接続されている。
The optical signal
光信号共通出力線10は、各光電変換ユニット30からの各増幅光信号を時系列的に出力し、初期電圧共通出力線11は、各光電変換ユニット30からの各増幅初期電圧を時系列的に出力する。容量群20は、第一寄生容量31と第二寄生容量32との差分容量値とほぼ等しい容量値を有する。
The optical signal
次に、光電変換装置の後段部分の構成について説明する。図3は、光電変換装置の後段部分を示す回路図である。 Next, the structure of the latter part of the photoelectric conversion device will be described. FIG. 3 is a circuit diagram illustrating a rear part of the photoelectric conversion device.
光電変換装置の後段部分は、バッファアンプ22、バッファアンプ23、減算増幅器24、クランプ回路25、バッファアンプ26、サンプルホールド回路27、バッファアンプ28及びトランスミッションゲート29を有している。
The rear stage portion of the photoelectric conversion device includes a buffer amplifier 22, a
光信号共通出力線10は、バッファアンプ22を介して減算増幅器24に接続され、初期電圧共通出力線11は、バッファアンプ23を介して減算増幅器24に接続されている。減算増幅器24の出力端子は、クランプ回路25に接続され、クランプ回路25の出力端子は、バッファアンプ26に接続されている。バッファアンプ26の出力端子は、サンプルホールド回路27に接続され、サンプルホールド回路27の出力端子は、バッファアンプ28に接続され、バッファアンプ28の出力端子は、トランスミッションゲート29に接続されている。
The optical signal
次に、光電変換ユニット30の動作について説明する。
Next, the operation of the
信号φRによってリセットスイッチ2がオンする。すると、フォトダイオード1の出力端子の電圧Vdiは、リセット電圧Vresetになる。その後、信号φRによってリセットスイッチ2がオフする。すると、電圧Vdiは、リセット電圧Vresetにフォトダイオード1によるノイズ電圧Voffを加算した電圧(以下、初期電圧という)になる。リセットスイッチ2がオフした直後、信号φRINによってスイッチ15がオンし、初期電圧は信号φSELによって制御されたバッファアンプ3を介して増幅初期電圧VBITRになり、この増幅初期電圧VBITRは容量13に読み出される。増幅初期電圧VBITRは、リセットスイッチ2がオフしてからスイッチ15がオフするまで、読み出される。
The reset switch 2 is turned on by the signal φR. Then, the voltage Vdi at the output terminal of the
その後、フォトダイオード1が入射光に基づいて光電荷を発生して保持し、光電荷の量に基づいて電圧Vdiが変動する。すると、電圧Vdiは、リセット電圧Vresetにフォトダイオード1によるノイズ電圧Voff及びフォトダイオード1によって保持された光電荷の量に基づいた電圧を加算した電圧(以下、光信号という)になる。信号φSINによってスイッチ14がオンしていて、光信号はバッファアンプ3を介して増幅光信号VBITSになり、この増幅光信号VBITSは容量12に読み出される。増幅光信号VBITSは、リセットスイッチ2がオフしてからスイッチ14がオフするまで、読み出される。
Thereafter, the
信号φSCHに基づいてスイッチ16及びスイッチ17が同時にオンし、さらに、所定の条件が成立すると、増幅光信号VBITS及び初期電圧VBITRがそれぞれ光信号共通出力線10及び初期電圧共通出力線11に読み出される。後段の回路が増幅光信号VBITSから初期電圧VBITRを減算することにより、入射光に基づいた光電荷に基づいた出力電圧が取り出される。
When the
上記における増幅初期電圧VBITRが容量13に読み出される動作と増幅光信号VBITSが容量12に読み出される動作とは、繰り返し行われる。
The operation of reading the amplified initial voltage VBITR to the
次に、光電変換装置の前段部分の動作について説明する。 Next, the operation of the front part of the photoelectric conversion device will be described.
ここで、各光電変換ユニット30は、時系列的に順番に、増幅光信号VBITS及び増幅初期電圧VBITRを出力している。
Here, each
信号φSCHがハイになって信号φclamp1がローになると(以下、前半期間という)、スイッチ16及びスイッチ17がオンし、スイッチ18及びスイッチ19がオフする。よって、容量12に保持された所定の光電変換ユニット30からの増幅光信号VBITSが、容量12と第一寄生容量31との分圧比により、光信号共通出力線10に読み出され、同時に、容量13に保持された所定の光電変換ユニット30からの増幅初期電圧VBITRが、容量13と第一寄生容量32との分圧比により、初期電圧共通出力線11に読み出される。
When the signal φSCH becomes high and the signal φclamp1 becomes low (hereinafter referred to as the first half period), the
また、信号φSCHがハイになって信号φclamp1がハイになると(以下、後半期間という)、スイッチ16及びスイッチ17がオンし、スイッチ18及びスイッチ19もオンする。よって、光信号共通出力線10及び初期電圧共通出力線11の電圧が、電圧Vclamp1の電圧に初期化される。
When the signal φSCH becomes high and the signal φclamp1 becomes high (hereinafter referred to as the second half period), the
光信号共通出力線10は、第一寄生容量31を有し、第一寄生容量31による影響を受けている。また、初期電圧共通出力線11は、第二寄生容量32を有し、第二寄生容量32による影響を受けている。また、光信号共通出力線10または初期電圧共通出力線11は、第一寄生容量31と第二寄生容量32との差分容量値とほぼ等しい容量値を有する容量群20を有し、容量群20による影響を受けている。よって、容量による光信号共通出力線10への影響は、容量による初期電圧共通出力線11への影響と等しくなっている。
The optical signal
ここで、例えば、バッファアンプ3、バッファアンプ22及びバッファアンプ23の増幅率は約1倍であり、減算増幅器24の増幅率は約4倍であり、バッファアンプ26及びバッファアンプ28の増幅率は約2倍である。増幅光信号VBITS及び増幅初期電圧VBITRが大きく増幅される前の段階で、容量による光信号共通出力線10への影響は、容量による初期電圧共通出力線11への影響と等しくなることになる。
Here, for example, the amplification factors of the buffer amplifier 3, the buffer amplifier 22, and the
次に、光電変換装置の後段部分の動作について説明する。 Next, the operation of the latter part of the photoelectric conversion device will be described.
ここで、各光電変換ユニット30は、時系列的に順番に、増幅光信号VBITS及び増幅初期電圧VBITRを出力している。
Here, each
前半期間に、所定の光電変換ユニット30からの増幅光信号VBITSはバッファアンプ22を介して減算増幅器24に入力し、所定の光電変換ユニット30からの増幅初期電圧VBITRもバッファアンプ23を介して減算増幅器24に入力する。減算増幅器24は、増幅光信号VBITSから増幅初期電圧VBITRを減算することにより、増幅光信号VBITSのノイズ電圧Voffを除去する。減算増幅器24の前半期間の出力信号は、増幅光信号VBITSから増幅初期電圧VBITRを減算してゲイン倍して基準電圧VREFを加算した信号になる。
In the first half period, the amplified optical signal VBITS from the predetermined
また、後半期間に、電圧Vclamp1はバッファアンプ22及びバッファアンプ23を介して減算増幅器24に入力する。よって、減算増幅器24の2つの入力端子は、電圧差を有さないので、減算増幅器24の後半期間の出力信号は、基準電圧VREFになる。
In the second half period, the voltage Vclamp1 is input to the
ここで、前半期間及び後半期間で、バッファアンプ22、バッファアンプ23及び減算増幅器24のオフセットが、減算増幅器24の出力信号に乗っている。この減算増幅器24の出力信号は、クランプ回路25に入力する。
Here, in the first half period and the second half period, the offsets of the buffer amplifier 22, the
後半期間に、クランプ回路25へのクランプパルスφCLAMPに基づき、図示しないが、基準電圧VREFが印加された端子がスイッチ回路を介してクランプ回路25の出力端子に接続される。よって、クランプ回路25の後半期間の出力信号は、基準電圧VREFにクランプされる。 In the latter half period, a terminal to which the reference voltage VREF is applied is connected to the output terminal of the clamp circuit 25 through the switch circuit, although not shown, based on the clamp pulse φCLAMP to the clamp circuit 25. Therefore, the output signal in the second half period of the clamp circuit 25 is clamped to the reference voltage VREF.
また、前半期間に、クランプパルスφCLAMPに基づき、図示しないが、基準電圧VREFが印加された端子がクランプ回路25の出力端子に接続されない。よって、クランプ回路25の入力端子と出力端子との間に容量が設けられていて、クランプ回路25の前半期間の出力信号は、入力端子における減算増幅器24の前半期間の出力信号から、出力端子における基準電圧VREFにクランプされているクランプ回路25の1期間前の後半期間の出力信号を減算し、基準電圧VREFを加算した信号になる。よって、クランプ回路25の前半期間の出力信号は、増幅光信号VBITSから増幅初期電圧VBITRを減算してゲイン倍して基準電圧VREFを加算した信号になる。なお、バッファアンプ22、バッファアンプ23及び差動増幅器24のオフセットが、このクランプ回路25の前半期間の出力信号に乗らなくなる。
In addition, although not shown, the terminal to which the reference voltage VREF is applied is not connected to the output terminal of the clamp circuit 25 based on the clamp pulse φCLAMP in the first half period. Therefore, a capacitor is provided between the input terminal and the output terminal of the clamp circuit 25, and the output signal of the first half period of the clamp circuit 25 is changed from the output signal of the first half period of the
クランプ回路25の出力信号はバッファアンプ26に入力する。バッファアンプ26の出力信号はサンプルホールド回路27に入力する。
The output signal of the clamp circuit 25 is input to the
前半期間に、サンプルホールド回路27は、サンプルホールド回路27へのサンプルホールドパルスφSHに基づき、クランプ回路25の前半期間の出力信号に基づいたバッファアンプ26の出力信号をサンプルする。
In the first half period, the
また、後半期間に、サンプルホールド回路27は、サンプルホールドパルスφSHに基づき、サンプルされた信号をホールドし、サンプルホールド回路27の出力信号が、長い期間維持される。
In the second half period, the
サンプルホールド回路27の出力信号はバッファアンプ28に入力する。バッファアンプ28の出力信号はトランスミッションゲート29に入力する。トランスミッションゲート29は、入射光に基づいた光電荷に基づいた出力電圧VOUTを出力する。
The output signal of the
このようにすると、光信号共通出力線10による第一寄生容量31と初期電圧共通出力線11による第二寄生容量32との差分容量値とほぼ等しい容量値を有する容量群20が光信号共通出力線10または初期電圧共通出力線11に接続されるので、光信号共通出力線10による寄生容量と初期電圧共通出力線11による寄生容量とが等しくなる。よって、寄生容量による光信号への影響が排除され、光信号が高精度で補正される。
In this way, the
また、容量群20が光信号共通出力線10または初期電圧共通出力線11に接続され、この容量群20は信号によって制御されず、容量群20の制御のための時間が必要ないので、光信号及び初期電圧を読み出す時間が短くならない。よって、光電変換装置は高速化に対応しやすい。
In addition, the
また、フォトダイオード1の数が増減したり光電変換ユニット30の数が増減したりしても、その時の状態に基づき、光信号共通出力線10による寄生容量と初期電圧共通出力線11による寄生容量とが等しくなる。よって、フォトダイオード1の数及び光電変換ユニット30の数に関係なく、寄生容量による光信号への影響が排除され、光信号が高精度で補正される。
Even if the number of
次に、容量群20について説明する。図4は、第一の容量群を示す図である。
Next, the
容量群20は、図4に示すように、複数の容量20a及び複数の金属配線20bを有している。同じ容量値の容量20aが複数用意されてもよいし、異なる容量値の容量20aが複数用意されてもよい。各容量において、容量20aは、対応する金属配線20bを介し、光信号共通出力線10または初期電圧共通出力線11に接続されている。
As shown in FIG. 4, the
このようにすると、半導体装置を製造するために使用されるマスクが変更されて金属配線20bが変更されることにより、光信号共通出力線10または初期電圧共通出力線11に接続される容量20cの数が変更され、容量群20の容量値がトリミングされる。よって、第一寄生容量31と第二寄生容量32との差分容量値とほぼ等しい容量値が実現されやすくなる。
Thus, the mask used for manufacturing the semiconductor device is changed and the metal wiring 20b is changed, so that the
次に、上記と異なる容量群20について説明する。図5は、第二の容量群を示す図である。
Next, a
容量群20は、図5に示すように、複数の容量20c及び複数のスイッチ20dを有している。同じ容量値の容量20cが複数用意されてもよいし、異なる容量値の容量20cが複数用意されてもよい。各容量において、容量20cは、対応するスイッチ20dを介し、光信号共通出力線10または初期電圧共通出力線11に接続されている。
As shown in FIG. 5, the
このようにすると、スイッチ20dのオンオフが制御されることにより、光信号共通出力線10または初期電圧共通出力線11に接続される容量20aの数が変更され、容量群20の容量値がトリミングされる。よって、第一寄生容量31と第二寄生容量32との差分容量値とほぼ等しい容量値が実現されやすくなる。
In this way, by controlling on / off of the switch 20d, the number of
なお、この電圧Vclamp1は、通常、バッファアンプ22及びバッファアンプ23の電源電圧である。
The voltage Vclamp1 is usually a power supply voltage for the buffer amplifier 22 and the
また、図2では、容量群20は、初期電圧共通出力線11に接続されているが、光信号共通出力線10に接続されてもよい。この時、容量群20は、光信号共通出力線10と初期電圧共通出力線11との中で寄生容量が小さいほうに接続される。
In FIG. 2, the
また、図4では、全ての容量20aが、光信号共通出力線10または初期電圧共通出力線11に接続されているが、一部の容量20aが、接続されてもよい。この時、容量群20の容量値が、第一寄生容量31と第二寄生容量32との差分容量値とほぼ等しい容量値になるよう接続される。
In FIG. 4, all the
また、図1では、フォトダイオードが使用されているが、フォトトランジスタが使用されてもよい。 In FIG. 1, a photodiode is used, but a phototransistor may be used.
30 光電変換ユニット 10 光信号共通出力線
11 初期電圧共通出力線 18、19 スイッチ
20 容量群 31 第一寄生容量
32 第二寄生容量
30
Claims (3)
前記入射光に基づいて光信号を出力する光信号出力手段と、
前記光信号出力手段の出力端子に接続され、前記光信号出力手段の出力端子の電圧を所定の初期電圧にリセットするリセット手段と、
前記光信号出力手段の出力端子に接続され、前記光信号を増幅して増幅光信号を出力し、前記初期電圧を増幅して増幅初期電圧を出力する増幅手段と、
前記増幅手段の出力端子に接続され、前記増幅光信号を保持する光信号保持手段と、
前記増幅手段の出力端子に接続され、前記増幅初期電圧を保持する初期電圧保持手段と、を有する複数の光電変換ユニットと、
全ての前記光電変換ユニットに共通に接続され、各前記光電変換ユニットからの各前記増幅光信号を時系列的に出力し、第一寄生容量を有する光信号共通出力線と、
全ての前記光電変換ユニットに共通に接続され、各前記光電変換ユニットからの各前記増幅初期電圧を時系列的に出力し、第二寄生容量を有する初期電圧共通出力線と、
前記光信号共通出力線または前記初期電圧共通出力線に接続され、前記第一寄生容量と前記第二寄生容量との差分容量値とほぼ等しい容量値を有する調整容量と、
前記増幅光信号から前記増幅初期電圧を減算する減算増幅器と、
を備えていることを特徴とする光電変換装置。 In a photoelectric conversion device that outputs an output voltage based on incident light,
Optical signal output means for outputting an optical signal based on the incident light;
Reset means connected to the output terminal of the optical signal output means, and resetting the voltage of the output terminal of the optical signal output means to a predetermined initial voltage;
Amplifying means connected to an output terminal of the optical signal output means, amplifying the optical signal to output an amplified optical signal, amplifying the initial voltage and outputting an amplified initial voltage;
An optical signal holding means connected to the output terminal of the amplifying means for holding the amplified optical signal;
A plurality of photoelectric conversion units having an initial voltage holding means connected to the output terminal of the amplifying means and holding the amplified initial voltage;
An optical signal common output line connected in common to all the photoelectric conversion units, outputting each amplified optical signal from each photoelectric conversion unit in time series, and having a first parasitic capacitance;
Commonly connected to all the photoelectric conversion units, outputs each amplified initial voltage from each photoelectric conversion unit in time series, an initial voltage common output line having a second parasitic capacitance,
An adjustment capacitor connected to the optical signal common output line or the initial voltage common output line and having a capacitance value substantially equal to a differential capacitance value between the first parasitic capacitance and the second parasitic capacitance;
A subtracting amplifier for subtracting the amplified initial voltage from the amplified optical signal;
A photoelectric conversion device comprising:
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US9240426B2 (en) | 2012-07-26 | 2016-01-19 | Seiko Instruments Inc. | Photoelectric conversion device |
Families Citing this family (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US8155536B2 (en) | 2008-12-31 | 2012-04-10 | Intel Corporation | Optical transceiver IC |
CN103630266A (en) * | 2013-12-16 | 2014-03-12 | 上海华魏光纤传感技术有限公司 | Optical fiber temperature measurement host, optical fiber temperature measurement system and optical fiber temperature measurement method |
CN109387686B (en) * | 2018-11-01 | 2024-01-26 | 华南理工大学 | Non-contact voltage measurement circuit |
CN109541283B (en) * | 2018-11-01 | 2020-12-29 | 华南理工大学 | Non-contact voltage measurement system and method |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH07326720A (en) * | 1994-05-31 | 1995-12-12 | Fuji Xerox Co Ltd | Image sensor |
JP2005175962A (en) * | 2003-12-11 | 2005-06-30 | Canon Inc | Solid-state imaging device |
Family Cites Families (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP3347625B2 (en) * | 1996-12-24 | 2002-11-20 | キヤノン株式会社 | Photoelectric conversion device |
JP3673620B2 (en) * | 1997-07-18 | 2005-07-20 | キヤノン株式会社 | Photoelectric conversion device |
JP3507336B2 (en) * | 1998-06-17 | 2004-03-15 | キヤノン株式会社 | Photoelectric conversion device |
JP2002237614A (en) * | 2000-11-28 | 2002-08-23 | Canon Inc | Photoelectric conversion device and its drive method, and information processor |
US7605852B2 (en) * | 2004-05-17 | 2009-10-20 | Micron Technology, Inc. | Real-time exposure control for automatic light control |
US7268338B2 (en) * | 2005-07-06 | 2007-09-11 | Fairchild Imaging | Imaging array having variable conversion gain |
US20070268272A1 (en) * | 2006-05-19 | 2007-11-22 | N-Trig Ltd. | Variable capacitor array |
US20080012640A1 (en) * | 2006-07-14 | 2008-01-17 | Cascade Microtech, Inc. | Unilateralized amplifier |
-
2007
- 2007-02-27 JP JP2007047142A patent/JP2008211591A/en not_active Withdrawn
-
2008
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Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH07326720A (en) * | 1994-05-31 | 1995-12-12 | Fuji Xerox Co Ltd | Image sensor |
JP2005175962A (en) * | 2003-12-11 | 2005-06-30 | Canon Inc | Solid-state imaging device |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US9240426B2 (en) | 2012-07-26 | 2016-01-19 | Seiko Instruments Inc. | Photoelectric conversion device |
Also Published As
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